JP5300786B2 - Fuel injection valve drive control device for internal combustion engine - Google Patents

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Abstract

<P>PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a device for drive and control of a fuel injection valve in an internal combustion engine, surely diagnosing deterioration of a boost capacitor as soon as possible without error and without stopping boosting operation. <P>SOLUTION: The device includes a boost circuit 30 which has a boost coil 10, a switching element 11 supplying a switching current from the voltage VB of a battery power source to the boost coil 10, and the boost capacitor 14 storing the boosted voltage generated by switching operation of the switching element 11. The device, until a predetermined time elapses from the time point when the boosted voltage Vs stored in the boost capacitor 14 reaches a predetermined voltage VH, counts the number of the switching operation of the switching element 11 and diagnoses deterioration of the boost capacitor 14 based on the counted value. <P>COPYRIGHT: (C)2012,JPO&amp;INPIT

Description

本発明は、ガソリンや軽油等を燃料とする自動車等に搭載される内燃機関の燃料噴射弁駆動制御装置に係り、詳しくは車載バッテリから昇圧した高電圧を利用して電磁式燃料噴射弁の駆動制御を行なう燃料噴射弁駆動制御装置に関する。   The present invention relates to a fuel injection valve drive control device for an internal combustion engine mounted on an automobile or the like that uses gasoline or light oil as fuel, and more particularly, to drive an electromagnetic fuel injection valve using a high voltage boosted from an in-vehicle battery. The present invention relates to a fuel injection valve drive control device that performs control.

一般に、電磁式燃料噴射弁の駆動制御を行なう燃料噴射弁駆動制御装置においては、例えば特許文献1にも見られるように、燃料噴射弁(のソレノイド)への通電初期には、素早く開弁させることを目的として、比較的大きなピーク電流(燃料噴射弁へ供給される電流波形の代表的な例を示す図5において符号Iaで示されている)を供給し、その後、開弁状態を維持するための第1ホールド電流Ib、第2ホールド電流Icを供給することが要求されるため、燃料噴射弁駆動制御装置2には、通常、例えば図4に示される如くに、昇圧コイル10、スイッチング素子11、電流検出抵抗12、昇圧ダイオード13、昇圧コンデンサ14等からなる昇圧回路30と、ハイサイドドライバ41、逆流防止ダイオード42、44、フライホイールダイオード45、ハイサイドドライバ43、ローサイドドライバ46、駆動電流検出抵抗47等からなる燃料噴射弁70の駆動回路40と、マイクロコンピュータを内蔵するコントロールユニット(ECU)100が備えられる。   In general, in a fuel injection valve drive control device that performs drive control of an electromagnetic fuel injection valve, as shown in Patent Document 1, for example, the fuel injection valve (solenoid) is quickly opened at the initial stage of energization. For this purpose, a relatively large peak current (indicated by symbol Ia in FIG. 5 showing a typical example of a current waveform supplied to the fuel injection valve) is supplied, and then the valve opening state is maintained. In order to supply the first hold current Ib and the second hold current Ic, the fuel injection valve drive control device 2 normally has a booster coil 10, a switching element, for example, as shown in FIG. 11, a current detection resistor 12, a boost diode 13, a boost capacitor 14, etc., a boost circuit 30, a high side driver 41, backflow prevention diodes 42 and 44, a flywheel Diode 45, high-side driver 43, a drive circuit 40 of the low-side driver 46, the fuel injection valve 70 consisting of the drive current detection resistor 47 or the like, the control unit (ECU) 100 incorporating a microcomputer is provided.

コントロールユニット100には、機能的に、昇圧制御手段20及び駆動制御手段50が備えられ、昇圧制御手段20は、機能ブロック図で示される如くに、昇圧制御信号生成手段21、電流検出手段22、昇圧電圧検出手段23を有する。ここでは、昇圧制御信号生成手段21からの信号によりスイッチング素子11がオンすると昇圧コイル10に電流が流れ、続いてスイッチング素子11がオフすると昇圧コイル10を流れる電流は急変できないので昇圧ダイオード13を経由して昇圧コンデンサ14に電流が流れる。こうしたスイッチング動作を繰り返すことで昇圧コンデンサ14に高電圧が蓄電される(昇圧電圧Vs)。   The control unit 100 is functionally provided with a boost control means 20 and a drive control means 50. As shown in the functional block diagram, the boost control means 20 includes a boost control signal generation means 21, a current detection means 22, Boosted voltage detection means 23 is provided. Here, when the switching element 11 is turned on by a signal from the boost control signal generating means 21, a current flows through the boosting coil 10, and when the switching element 11 is subsequently turned off, the current flowing through the boosting coil 10 cannot be changed suddenly. As a result, a current flows through the boost capacitor 14. By repeating such a switching operation, a high voltage is stored in the boost capacitor 14 (boost voltage Vs).

かかる昇圧回路30を備えた燃料噴射弁駆動制御装置2においては、初期のピーク電流Iaを供給するにあたっては、燃料噴射弁70への電流供給源として前記昇圧電圧Vsを利用すべく、駆動制御手段50が、昇圧コンデンサ14に接続されるハイサイドドライバ41とローサイドドライバ46を制御する。また、前記第1ホールド電流Ibと第2ホールド電流Icを供給するにあたっては、燃料噴射弁70への電流供給源を昇圧電圧Vsからバッテリ電源電圧VBへと切り換え、バッテリ電源電圧VBに接続されるハイサイドドライバ43、ローサイドドライバ46を制御する。これらハイサイドドライバ41、ハイサイドドライバ43、ローサイドドライバ46に通電される電流は、ローサイドドライバ46の下流側に配置された電流検出抵抗47により電圧変換され、駆動制御手段50にフィードバックさせて電流制御が行われる。   In the fuel injection valve drive control device 2 provided with the booster circuit 30, when supplying the initial peak current Ia, the drive control means is used to use the boosted voltage Vs as a current supply source to the fuel injector 70. 50 controls the high-side driver 41 and the low-side driver 46 connected to the boost capacitor 14. In supplying the first hold current Ib and the second hold current Ic, the current supply source to the fuel injection valve 70 is switched from the boosted voltage Vs to the battery power supply voltage VB and connected to the battery power supply voltage VB. The high side driver 43 and the low side driver 46 are controlled. The current supplied to the high-side driver 41, the high-side driver 43, and the low-side driver 46 is converted into a voltage by a current detection resistor 47 disposed on the downstream side of the low-side driver 46, and fed back to the drive control means 50 for current control. Is done.

特開2009−108686号公報JP 2009-108686 A 特開2003−127822号公報JP 2003-127822 A

ところが、前記した如くの従来の燃料噴射弁駆動制御装置2では、昇圧回路30が故障すると、所要の昇圧電圧Vsが得られなくなり、燃料噴射弁へピーク電流Iaを供給できなくなってしまう。   However, in the conventional fuel injection valve drive control device 2 as described above, if the booster circuit 30 fails, the required boosted voltage Vs cannot be obtained, and the peak current Ia cannot be supplied to the fuel injector.

そこで、昇圧回路の故障対策として、例えば特許文献1には、ローサイドドライバの下流側に配置された電流検出抵抗でピーク電流をモニタもしくは昇圧電圧自体をモニタすることにより昇圧回路の故障を検知し、昇圧電圧を使用せずにバッテリ電源電圧を用いて燃料噴射弁のソレノイドを励磁させて燃料噴射弁を開弁させるためのホールド電流と燃料噴射弁の開弁状態を保持するために必要なホールド電流を生成して供給することが開示されている。   Therefore, as a countermeasure against the booster circuit failure, for example, in Patent Document 1, the failure of the booster circuit is detected by monitoring the peak current with the current detection resistor arranged on the downstream side of the low-side driver or by monitoring the boosted voltage itself. Hold current required to excite the solenoid of the fuel injection valve using the battery power supply voltage without using the boosted voltage to open the fuel injection valve, and hold current required to maintain the open state of the fuel injection valve Is generated and supplied.

しかしながら、上記のような昇圧回路の故障検出手法では、実際には故障していないのに故障していると誤判定することがあり、また、昇圧回路を使用せずに燃料噴射弁を駆動するようにしているため、本来の燃料噴射弁駆動電流が得られず、従って、燃料噴射弁を素早く開弁させることができず、開弁応答性の低下、制御精度や燃費等の悪化を招く。   However, in the boost circuit failure detection method as described above, it may be erroneously determined that it has failed even though it has not actually failed, and the fuel injection valve is driven without using the boost circuit. As a result, the original fuel injection valve drive current cannot be obtained, and therefore the fuel injection valve cannot be opened quickly, resulting in a decrease in valve opening response, deterioration in control accuracy, fuel consumption, and the like.

そのため、早期に昇圧回路の故障を確実かつ誤りなく検出して迅速に本来動作に復帰させ得る方策が要望されるところである。   Therefore, there is a demand for a measure that can detect a failure of the booster circuit at an early stage without fail and can quickly return to the original operation.

ところで、前記した如くの昇圧回路の故障は、昇圧コンデンサ14の劣化が原因であることが多い。すなわち、昇圧コンデンサには、通常、昇圧電圧を安定に保つため比較的安価かつ大容量である電解コンデンサが広く使用されているが、この電解コンデンサは、電解液の減少などにより経年劣化(容量低下)する性質を有している。   Incidentally, the failure of the booster circuit as described above is often caused by the deterioration of the booster capacitor 14. In other words, normally, electrolytic capacitors that are relatively inexpensive and have a large capacity are widely used as boost capacitors in order to keep the boost voltage stable. However, these electrolytic capacitors are deteriorated over time due to a decrease in electrolytic solution (decrease in capacity). ).

また、電解コンデンサのもう一つの特徴として、無負荷で長期間放置すると漏れ電流が増加する傾向にあることが知られている。これは無負荷状態における化成皮膜の劣化により、使用直後は皮膜の修復電流が流れ、場合によっては、例えばバッテリを外した状態で長期間放置した後、あるいは燃料噴射弁駆動制御装置を取り外した状態で長期間放置した後に電源を投入した場合には、皮膜の修復電流によって昇圧電圧が降下するため、回路スイッチング素子のスイッチング動作回数が増大し、これに伴い昇圧回路スイッチング素子、昇圧コイル、電流検出抵抗などの昇圧回路部品の発熱が増大する。最悪の場合には昇圧コンデンサの劣化は昇圧回路部品全体も劣化を招くといった問題がある。   As another characteristic of electrolytic capacitors, it is known that leakage current tends to increase when left unloaded for a long period of time. This is due to the deterioration of the chemical conversion film in the no-load state, and a current for repairing the film flows immediately after use. In some cases, for example, after leaving the battery for a long time or after removing the fuel injection valve drive control device When the power is turned on after being left for a long period of time, the boost voltage drops due to the restoration current of the film, so the number of switching operations of the circuit switching element increases, and accordingly the boost circuit switching element, boost coil, and current detection Heat generation of boost circuit components such as resistors increases. In the worst case, the deterioration of the boost capacitor causes a problem that the entire boost circuit component also deteriorates.

こうした問題を解消すべく、例えば特許文献2に所載のように、コンデンサを放電させる過程においてコンデンサの端子電圧が所定電圧分の電圧降下に要する時間を計測して、コンデンサ容量(劣化度合い)を診断することが考えられるが、かかる診断を行なう場合には、容量診断のために昇圧動作を停止し、放電による電圧降下に要する時間を計測するための待ち時間が必要となり、昇圧コンデンサが劣化しているか否かの判定が装置起動直後の燃料噴射に間に合わないといった問題が生じる。   In order to solve such a problem, as described in Patent Document 2, for example, in the process of discharging the capacitor, the time required for the voltage drop of the terminal voltage of the capacitor by a predetermined voltage is measured, and the capacitor capacity (degradation degree) is determined. It is conceivable to make a diagnosis, but when performing such a diagnosis, the boost operation is stopped for capacity diagnosis, and a waiting time is required to measure the time required for the voltage drop due to the discharge. There arises a problem that the determination of whether or not the fuel injection is not in time for fuel injection immediately after the apparatus is started.

本発明は、かかる事情に鑑みてなされたもので、その主目的とするところは、昇圧動作を停止することなく、できるだけ早期に昇圧コンデンサの劣化を確実かつ誤りなく診断することのできる内燃機関の燃料噴射弁駆動制御装置を提供することにある。   The present invention has been made in view of such circumstances, and the main object of the present invention is to provide an internal combustion engine capable of diagnosing the deterioration of the boost capacitor as soon as possible without stopping the boost operation. A fuel injection valve drive control device is provided.

他の目的とするところは、昇圧コンデンサが劣化していると判定された際には、昇圧回路の発熱を抑制しつつ、できるだけ早期に昇圧電圧を用いた本来の燃料噴射弁駆動動作に復帰させ得るようにされた内燃機関の燃料噴射弁駆動制御装置を提供することにある。   Another object is that when it is determined that the boost capacitor has deteriorated, it is possible to return to the original fuel injection valve drive operation using the boost voltage as early as possible while suppressing the heat generation of the boost circuit. It is an object of the present invention to provide a fuel injection valve drive control device for an internal combustion engine.

上記目的を達成すべく、本発明に係る内燃機関の燃料噴射弁駆動制御装置は、昇圧コイル、該昇圧コイルにバッテリ電源電圧からのスイッチング電流を供給するスイッチング素子、及び該スイッチング素子のスイッチング動作により発生する昇圧電圧を蓄電する昇圧コンデンサを有する昇圧回路を備え、前記昇圧コンデンサに蓄電された昇圧電圧とバッテリ電源電圧とを切り換えながら燃料噴射弁を駆動するようにされ、前記昇圧コンデンサに蓄電された前記昇圧電圧が所定電圧に到達した時点から所定時間が経過するまでの間、前記スイッチング素子のスイッチング動作回数をカウントし、該カウント値に基づいて前記昇圧コンデンサの劣化診断を行うことを特徴としている。   In order to achieve the above object, a fuel injection valve drive control device for an internal combustion engine according to the present invention comprises a booster coil, a switching element that supplies a switching current from a battery power supply voltage to the booster coil, and a switching operation of the switching element. A booster circuit having a booster capacitor for storing the boosted voltage generated, and driving the fuel injection valve while switching between the boosted voltage stored in the booster capacitor and the battery power supply voltage, and stored in the booster capacitor; The number of times of switching operation of the switching element is counted from when the boost voltage reaches the predetermined voltage until a predetermined time elapses, and the deterioration diagnosis of the boost capacitor is performed based on the count value. .

本発明の燃料噴射弁駆動制御装置では、昇圧コンデンサに蓄電された昇圧電圧Vsが所定電圧VHに到達した時点から所定時間が経過するまでの間、スイッチング素子のスイッチング動作回数をカウントし、該カウント値に基づいて昇圧コンデンサの劣化診断を行なうようにされるので、昇圧動作を停止することなく、早期に昇圧コンデンサの劣化診断を確実かつ誤りなく行うことが可能となる。   In the fuel injection valve drive control device of the present invention, the number of switching operations of the switching element is counted from when the boost voltage Vs stored in the boost capacitor reaches the predetermined voltage VH until a predetermined time elapses. Since the boost capacitor deterioration diagnosis is performed based on the value, the boost capacitor deterioration diagnosis can be performed quickly and reliably without stopping the boost operation.

本発明に係る内燃機関の燃料噴射弁駆動制御装置の一実施形態を示す回路構成図。The circuit block diagram which shows one Embodiment of the fuel injection valve drive control apparatus of the internal combustion engine which concerns on this invention. 図1に示される燃料噴射弁駆動制御装置の動作説明に供される波形図であり、(A)は昇圧回路の正常時、(B)は昇圧回路の異常時(昇圧コンデンサ劣化時)を示す。2A and 2B are waveform diagrams used for explaining the operation of the fuel injection valve drive control device shown in FIG. 1, wherein FIG. 1A shows when the booster circuit is normal, and FIG. . 図1に示される燃料噴射弁駆動制御装置の動作説明に供されるフローチャート。The flowchart with which it uses for operation | movement description of the fuel injection valve drive control apparatus shown by FIG. 従来の内燃機関の燃料噴射弁駆動制御装置の一例を示す回路構成図。The circuit block diagram which shows an example of the fuel injection valve drive control apparatus of the conventional internal combustion engine. 従来の燃料噴射弁駆動制御装置における燃料噴射弁駆動電流波形とドライバ動作示すタイムチャート。The time chart which shows the fuel injection valve drive current waveform and driver operation | movement in the conventional fuel injection valve drive control apparatus.

以下、本発明の実施の形態を図面を参照しながら説明する。
図1は、本発明に係る内燃機関の燃料噴射弁駆動制御装置の一実施形態を示す回路構成図である。図2は、図1に示される燃料噴射弁駆動制御装置の動作説明に供される波形図であり、(A)は昇圧回路の正常時、(B)は昇圧回路の異常時(昇圧コンデンサ劣化時)を示す。図3は、図1に示される燃料噴射弁駆動制御装置の動作説明に供されるフローチャートである。
Embodiments of the present invention will be described below with reference to the drawings.
FIG. 1 is a circuit configuration diagram showing an embodiment of a fuel injection valve drive control device for an internal combustion engine according to the present invention. 2A and 2B are waveform diagrams used for explaining the operation of the fuel injection valve drive control device shown in FIG. 1, wherein FIG. Time). FIG. 3 is a flowchart for explaining the operation of the fuel injection valve drive control device shown in FIG.

図1に示される燃料噴射弁駆動制御装置1において、前述した図4に示される従来例の燃料噴射弁駆動制御装置2の各部に対応する部分には同一の符号を付して重複説明を省略し、以下においては、本発明の特徴部分を重点的に説明する。   In the fuel injection valve drive control device 1 shown in FIG. 1, parts corresponding to those of the conventional fuel injection valve drive control device 2 shown in FIG. In the following, the features of the present invention will be described mainly.

図1において、バッテリ電源電圧VBに接続された昇圧回路30は、昇圧コイル10、スイッチング素子11、電流検出抵抗12、昇圧ダイオード13、昇圧コンデンサ14を備える。また、昇圧制御手段20は、機能ブロック図で示される如くに、昇圧制御信号生成手段21、電流検出手段22、昇圧電圧検出手段23、診断タイミング信号発生手段25、昇圧制御信号カウント手段26、劣化判定手段27を備える。   In FIG. 1, the booster circuit 30 connected to the battery power supply voltage VB includes a booster coil 10, a switching element 11, a current detection resistor 12, a booster diode 13, and a booster capacitor 14. Further, as shown in the functional block diagram, the boost control means 20 includes a boost control signal generation means 21, a current detection means 22, a boost voltage detection means 23, a diagnostic timing signal generation means 25, a boost control signal count means 26, a deterioration Judgment means 27 is provided.

装置1の電源投入直後には、毎回、駆動制御手段50から昇圧制御手段20の診断タイミング信号発生手段25及び劣化判定手段27にリセット信号Crが送られる。このリセット信号Crが劣化判定手段27に送られると、劣化判定手段27は、診断フラグFをLOW(0)からHIGH(1)にして駆動制御手段50に送り、また、昇圧制御信号生成手段21は、前記リセット信号Crが送られてきた後、スイッチング素子11に向けて昇圧制御信号Caの出力を開始する(図3のステップS1)。前記診断フラグFをモニタしている駆動制御手段50は、診断フラグFがHIGHとなっている間、昇圧コンデンサ14に蓄電された昇圧電圧Vsを利用した燃料噴射弁70の駆動を禁止する。   Immediately after the apparatus 1 is turned on, a reset signal Cr is sent from the drive control means 50 to the diagnosis timing signal generation means 25 and the deterioration determination means 27 of the boost control means 20 every time. When this reset signal Cr is sent to the deterioration determining means 27, the deterioration determining means 27 changes the diagnosis flag F from LOW (0) to HIGH (1) and sends it to the drive control means 50, and the boost control signal generating means 21. Starts the output of the boost control signal Ca toward the switching element 11 after the reset signal Cr is sent (step S1 in FIG. 3). The drive control means 50 that monitors the diagnosis flag F prohibits driving of the fuel injection valve 70 using the boosted voltage Vs stored in the boost capacitor 14 while the diagnosis flag F is HIGH.

昇圧動作が開始されると、昇圧制御信号生成手段21はスイッチング素子11を通電させるための昇圧制御信号Caを間欠的にLOW→HIGHにする。詳しくは、昇圧制御信号CaをLOWからHIGHにすると、昇圧コイル10にバッテリ電源電圧VBから電源グランドに電流が流れ、昇圧コイル10にエネルギーが蓄積される。昇圧コイル10に流れる電流は、電流検出抵抗12により電圧変換され電流検出手段22によって検出される。スイッチング電流が所定の電流値を超えると昇圧制御信号生成手段21はスイッチング素子11への昇圧制御信号CaをHIGHからLOWにして、スイッチング電流を遮断する。これにより昇圧コイル10に流れる電流は、スイッチング素子11を通じて電源グランドに電流を流すことができなくなり、昇圧コイル10のインダクタンス成分によって蓄えられたエネルギーは高電圧を発生する。この電圧が昇圧コンデンサ14に蓄えられた昇圧電圧Vsと昇圧ダイオード13の順方向電圧を加えた電圧より高くなると、昇圧コイル10に蓄えられたエネルギーは、昇圧ダイオード13を通じて充電電流として昇圧コンデンサ14に移行する。   When the step-up operation is started, the step-up control signal generator 21 intermittently changes the step-up control signal Ca for energizing the switching element 11 from LOW to HIGH. Specifically, when the boost control signal Ca is changed from LOW to HIGH, a current flows from the battery power supply voltage VB to the power supply ground in the boost coil 10, and energy is accumulated in the boost coil 10. The current flowing through the booster coil 10 is converted into a voltage by the current detection resistor 12 and detected by the current detection means 22. When the switching current exceeds a predetermined current value, the boosting control signal generating means 21 changes the boosting control signal Ca to the switching element 11 from HIGH to LOW to cut off the switching current. As a result, the current flowing through the booster coil 10 can no longer flow through the switching element 11 to the power supply ground, and the energy stored by the inductance component of the booster coil 10 generates a high voltage. When this voltage becomes higher than the voltage obtained by adding the boost voltage Vs stored in the boost capacitor 14 and the forward voltage of the boost diode 13, the energy stored in the boost coil 10 is supplied to the boost capacitor 14 as a charging current through the boost diode 13. Transition.

この際、充電電流はスイッチング素子11が遮断する直前に昇圧コイル10に流れていた電流から始まり、昇圧コンデンサ14へエネルギー移行に伴って急速に減少する。昇圧電圧検出手段23が昇圧コンデンサ14に蓄えられた昇圧電圧Vsが所定電圧VHに満たないことを検出した場合、昇圧制御信号生成手段21は充電電流を検出することなく、予め定めた充電期間又は予め定めたスイッチング周波数に従ってスイッチング素子11を通電させるために昇圧制御信号CaをLOWからHIGHにする。この動作は、昇圧電圧検出手段23により昇圧コンデンサ14に蓄えられた昇圧電圧Vsが所定電圧VHになったことを検出するまで繰り返される。   At this time, the charging current starts from the current flowing in the boosting coil 10 immediately before the switching element 11 is cut off, and rapidly decreases with the energy transfer to the boosting capacitor 14. When the boost voltage detection unit 23 detects that the boost voltage Vs stored in the boost capacitor 14 is less than the predetermined voltage VH, the boost control signal generation unit 21 does not detect the charging current, In order to energize the switching element 11 in accordance with a predetermined switching frequency, the boost control signal Ca is changed from LOW to HIGH. This operation is repeated until the boosted voltage detecting means 23 detects that the boosted voltage Vs stored in the boosting capacitor 14 has reached the predetermined voltage VH.

昇圧電圧検出手段23が昇圧コンデンサ14に蓄えられた昇圧電圧Vsが所定電圧VHに到達したことを検出すると、該検出時点で診断タイミング信号発生手段25は診断タイミング信号CtをLOWからHIGHにし、これ以降、昇圧制御信号カウンタ26は昇圧制御信号生成手段21から昇圧制御信号Ca(HIGH)が何回出力されたかをカウントする。   When the boost voltage detecting means 23 detects that the boost voltage Vs stored in the boost capacitor 14 has reached the predetermined voltage VH, the diagnosis timing signal generating means 25 changes the diagnosis timing signal Ct from LOW to HIGH at the detection time. Thereafter, the boost control signal counter 26 counts how many times the boost control signal Ca (HIGH) is output from the boost control signal generating means 21.

診断タイミング信号発生手段25は、診断タイミング信号CtをHIGH出力してからの時間、つまり、昇圧電圧Vsが所定電圧VHに到達した時点からの経過時間を計測し、該経過時間が予め設定されている所定時間以上となった時点において、診断タイミング信号CtをHIGHからLOWにする。この間、昇圧制御信号カウント手段26は昇圧制御信号生成手段21からのHIGHの昇圧制御信号Caの出力回数(動作回数)をカウントアップする(ステップS2)。   The diagnosis timing signal generation means 25 measures the time after the diagnosis timing signal Ct is output HIGH, that is, the elapsed time from when the boosted voltage Vs reaches the predetermined voltage VH, and the elapsed time is preset. When the predetermined time has elapsed, the diagnosis timing signal Ct is changed from HIGH to LOW. In the meantime, the boost control signal count means 26 counts up the number of outputs (number of operations) of the HIGH boost control signal Ca from the boost control signal generation means 21 (step S2).

この際、昇圧回路30(昇圧コンデンサ14)が正常であれば(劣化していなければ)、主に昇圧制御手段20側への微小な漏れ電流により、昇圧電圧Vsに電圧降下が発生するものの、昇圧制御信号カウント手段26のカウント値Ccのアップは多少はあるが、予め定められたクライテリア値(判定閾値)を超えないので、劣化判定手段27は昇圧コンデンサ14は正常と判定し、劣化診断フラグ127をHIGHからLOWにする。ここで初めて、昇圧コンデンサ14に充電された昇圧電圧Vsを利用した燃料噴射弁駆動(ピーク電流Ia供給)が許可される。   At this time, if the booster circuit 30 (boost capacitor 14) is normal (if it has not deteriorated), a voltage drop occurs in the boost voltage Vs mainly due to a minute leakage current to the boost control means 20 side. Although the count value Cc of the boost control signal count means 26 is slightly increased, it does not exceed a predetermined criterion value (determination threshold), so the deterioration determination means 27 determines that the boost capacitor 14 is normal, and the deterioration diagnosis flag 127 is changed from HIGH to LOW. For the first time, the fuel injection valve drive (supply of peak current Ia) using the boosted voltage Vs charged in the boost capacitor 14 is permitted.

一方、昇圧回路30の異常時、つまり、昇圧コンデンサ14の劣化による比較的大きい皮膜修復電流が流れた場合には、昇圧電圧Vsに皮膜修復電流に応じた電圧降下が発生し、スイッチング素子11は何度もスイッチングを繰り返すこととなる。よって、昇圧制御信号カウンタ26のカウント値Ccが予め定めたクライテリア値を超えると、劣化判定手段27は異常(昇圧コンデンサ14が劣化している)と判定し、劣化診断フラグFのHIGHを維持する(ステップS3)。   On the other hand, when the booster circuit 30 is abnormal, that is, when a relatively large film repair current flows due to deterioration of the boost capacitor 14, a voltage drop corresponding to the film repair current occurs in the boost voltage Vs, and the switching element 11 Switching will be repeated many times. Therefore, when the count value Cc of the boost control signal counter 26 exceeds a predetermined criterion value, the deterioration determination unit 27 determines that the abnormality (the boost capacitor 14 has deteriorated) and maintains the deterioration diagnosis flag F HIGH. (Step S3).

ここで、昇圧制御手段20においては、昇圧回路30全体の余分な発熱を抑えるため、昇圧制御信号CaをLOW固定し、スイッチング素子11のスイッチング動作を停止する(ステップS4)。   Here, in the boost control means 20, in order to suppress excessive heat generation of the entire boost circuit 30, the boost control signal Ca is fixed LOW and the switching operation of the switching element 11 is stopped (step S4).

スイッチング素子11のスイッチング動作を停止すると、昇圧電圧Vsは昇圧コンデンサ14の劣化による皮膜修復電流によって電圧降下し、やがてはバッテリ電源電圧VBレベルにまで低下する。昇圧電圧検出手段23が昇圧電圧Vsがバッテリ電源電圧VBレベルに低下したことを検出すると、スイッチング素子11のスイッチング動作を再開する(ステップS5)。   When the switching operation of the switching element 11 is stopped, the boosted voltage Vs drops due to the film repairing current due to the deterioration of the boosting capacitor 14, and eventually falls to the battery power supply voltage VB level. When the boosted voltage detector 23 detects that the boosted voltage Vs has dropped to the battery power supply voltage VB level, the switching operation of the switching element 11 is resumed (step S5).

この一連の動作の間にも昇圧コンデンサ14には皮膜修復電流が流れ、電解コンデンサとしての本来の特性を取り戻していく。昇圧電圧検出手段23が昇圧電圧Vsが所定電圧VHに再度到達したことを検出すると、再度スイッチング素子11のスイッチング動作をカウントし始めるが、昇圧コンデンサ14の皮膜修復電流が低下した場合には、昇圧制御信号カウント値Ccは予め定められたクライテリア値を超えないので劣化判定手段27は正常と判定し、昇圧コンデンサ14に蓄電した昇圧電圧Vsを利用した燃料噴射弁駆動が許可される(ステップS6)。   During this series of operations, the film repair current flows through the boost capacitor 14, and the original characteristics of the electrolytic capacitor are restored. When the boosted voltage detecting means 23 detects that the boosted voltage Vs has reached the predetermined voltage VH again, it starts counting the switching operation of the switching element 11 again. However, when the film repair current of the boosting capacitor 14 decreases, Since the control signal count value Cc does not exceed a predetermined criterion value, the deterioration determination means 27 determines that it is normal, and the fuel injection valve drive using the boost voltage Vs stored in the boost capacitor 14 is permitted (step S6). .

以上のように、本実施形態の燃料噴射弁駆動制御装置1では、昇圧コンデンサ14に蓄電された昇圧電圧Vsが所定電圧VHに到達した時点から所定時間が経過するまでの間、スイッチング素子11のスイッチング動作回数をカウントし、該カウント値Ccが予め定められたクライテリア値以上であるとき、昇圧コンデンサ14が劣化していると判定するようにされるので、昇圧動作を停止することなく、早期に昇圧コンデンサ14の劣化診断を確実かつ誤りなく行うことが可能となる。   As described above, in the fuel injection valve drive control device 1 according to the present embodiment, the switching element 11 is in the period from when the boost voltage Vs stored in the boost capacitor 14 reaches the predetermined voltage VH until a predetermined time elapses. The number of switching operations is counted, and when the count value Cc is equal to or greater than a predetermined criterion value, it is determined that the boost capacitor 14 has deteriorated. The deterioration diagnosis of the boost capacitor 14 can be performed reliably and without error.

また、昇圧コンデンサ14が劣化していない(正常)と判定された場合にのみ、昇圧電圧Vsを利用した燃料噴射弁70の駆動を許可する、言い換えると、昇圧コンデンサ14が劣化していると判定された場合には昇圧電圧Vsでの燃料噴射弁駆動を一時的に禁止し、バッテリ電源電圧VBによる燃料噴射弁駆動に一時的に切り換え、さらに、スイッチング素子11のスイッチング動作を一時的に禁止するようにされるので、スイッチング素子11、昇圧コイル10、電流検出抵抗12などの昇圧回路部品の発熱による劣化を防止することができる。   Further, only when it is determined that the boost capacitor 14 has not deteriorated (normal), the driving of the fuel injection valve 70 using the boost voltage Vs is permitted. In other words, it is determined that the boost capacitor 14 has deteriorated. If so, the fuel injection valve drive at the boost voltage Vs is temporarily prohibited, the fuel injection valve drive is temporarily switched to the battery power supply voltage VB, and the switching operation of the switching element 11 is temporarily prohibited. Therefore, it is possible to prevent deterioration of the booster circuit components such as the switching element 11, the booster coil 10, and the current detection resistor 12 due to heat generation.

一方、劣化した昇圧コンデンサ(電解コンデンサ)14は、先に説明したようにその両極に電圧を印加すると皮膜の修復電流が流れ、電解コンデンサ本来の特性に復帰する特性(自己修復特性)を有している。本実施形態では、この特性を利用して極力短い期間で電解コンデンサを修復させるべく、昇圧電圧Vsがバッテリ電源電圧VBに低下したことを条件にスイッチング動作を再開し、再開後に再び昇圧コンデンサ14の劣化診断を行う。   On the other hand, the deteriorated boost capacitor (electrolytic capacitor) 14 has a characteristic (self-healing characteristic) that restores the original characteristic of the electrolytic capacitor when a voltage is applied to both electrodes as described above, when a repair current of the film flows. ing. In the present embodiment, in order to restore the electrolytic capacitor in the shortest possible time using this characteristic, the switching operation is restarted on the condition that the boost voltage Vs has decreased to the battery power supply voltage VB. Perform deterioration diagnosis.

これにより、昇圧電圧Vsがバッテリ電源電圧VBレベルに低下するまでの間は昇圧回路30が停止するため、この間の発熱を抑えることができ、また、スイッチング動作による昇圧電圧Vsの上昇、つまり昇圧コンデンサ14の皮膜修復電流を増加させることが可能となり、昇圧コンデンサ14の診断を再度行なって、昇圧コンデンサ14の皮膜修復電流低減が確認できれば、一時的に禁止した昇圧電圧を利用した燃料噴射弁駆動を再開するようにされるので、昇圧回路30の発熱を抑制しつつ、早期に昇圧電圧Vsを用いた本来の燃料噴射弁動作に復帰させることができ、その結果、昇圧コンデンサ14が劣化しても、制御精度や燃費等の悪化を抑えることができる。   As a result, the booster circuit 30 stops until the boosted voltage Vs drops to the battery power supply voltage VB level, so that heat generation during this time can be suppressed, and the rise of the boosted voltage Vs due to the switching operation, that is, the boost capacitor 14 can be increased, and if the boost capacitor 14 is again diagnosed and the reduction of the film repair current of the boost capacitor 14 can be confirmed, the fuel injection valve drive using the temporarily prohibited boost voltage can be performed. Since the operation is resumed, it is possible to return to the original fuel injection valve operation using the boosted voltage Vs at an early stage while suppressing the heat generation of the booster circuit 30, and as a result, even if the boosting capacitor 14 is deteriorated. In addition, deterioration of control accuracy, fuel consumption, and the like can be suppressed.

1 燃料噴射弁駆動制御装置
10 昇圧コイル
11 スイッチング素子
12 電流検出抵抗
13 昇圧ダイオード
14 昇圧コンデンサ
20 昇圧制御手段
21 昇圧制御信号生成手段
22 電流検出手段
23 昇圧電圧検出手段
25 診断タイミング信号発生手段
26 昇圧制御信号カウント手段
30 昇圧回路
40 駆動回路
41、43 ハイサイドドライバ
42、44 逆流防止ダイオード
45 フライホイールダイオード
46 ローサイドドライバ
47 駆動電流検出抵抗
50 燃料噴射弁駆動制御手段
100 コントロールユニット
Vs 昇圧電圧
VB バッテリ電源電圧
VH 所定電圧
F 劣化診断フラグ
Ia ピーク電流
Ib 第1ホールド電流
Ic 第2ホールド電流
DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 Fuel injection valve drive control apparatus 10 Boost coil 11 Switching element 12 Current detection resistor 13 Boost diode 14 Boost capacitor 20 Boost control means 21 Boost control signal generation means 22 Current detection means 23 Boost voltage detection means 25 Diagnosis timing signal generation means 26 Boost Control signal count means 30 Boost circuit 40 Drive circuits 41, 43 High side drivers 42, 44 Backflow prevention diode 45 Flywheel diode 46 Low side driver 47 Drive current detection resistor 50 Fuel injection valve drive control means 100 Control unit Vs Boost voltage VB Battery power supply Voltage VH Predetermined voltage F Degradation diagnosis flag Ia Peak current Ib First hold current Ic Second hold current

Claims (6)

昇圧コイル、該昇圧コイルにバッテリ電源電圧からのスイッチング電流を供給するスイッチング素子、及び該スイッチング素子のスイッチング動作により発生する昇圧電圧を蓄電する昇圧コンデンサを有する昇圧回路を備え、前記昇圧コンデンサに蓄電された昇圧電圧とバッテリ電源電圧とを切り換えながら燃料噴射弁を駆動する内燃機関の燃料噴射弁駆動制御装置であって、
前記昇圧コンデンサに蓄電された前記昇圧電圧が所定電圧に到達した時点から所定時間が経過するまでの間、前記スイッチング素子のスイッチング動作回数をカウントし、該カウント値に基づいて前記昇圧コンデンサの劣化診断を行うことを特徴とする燃料噴射弁駆動制御装置。
A step-up coil, a step-up circuit having a step-up capacitor that stores a step-up voltage that is generated by switching operation of the switching element, and a switching element that supplies a switching current from the battery power supply voltage to the step-up coil; A fuel injection valve drive control device for an internal combustion engine that drives the fuel injection valve while switching between the boosted voltage and the battery power supply voltage,
The number of switching operations of the switching element is counted from when the boosted voltage stored in the boost capacitor reaches a predetermined voltage until a predetermined time elapses, and the deterioration diagnosis of the boost capacitor is performed based on the count value. A fuel injection valve drive control device.
当該装置に電源が投入されたとき、毎回その直後に前記昇圧コンデンサの劣化診断を行うことを特徴とする請求項1に記載の燃料噴射弁駆動制御装置。   2. The fuel injection valve drive control device according to claim 1, wherein when the power is turned on, the deterioration diagnosis of the boost capacitor is performed immediately after each time. 当該装置に電源が投入されたときリセット信号を発生する手段と、前記リセット信号検出後に、前記昇圧コンデンサに蓄電された前記昇圧電圧を検出する手段と、前記昇圧電圧が所定電圧に到達した時点からの経過時間を計測する手段と、前記経過時間が所定時間に達するまでの間の、前記スイッチング素子のスイッチング動作回数をカウントする手段と、該手段によりカウントされた前記スイッチング動作回数が予め定められたクライテリア値以上であるとき、前記昇圧コンデンサが劣化していると判定する劣化判定手段と、を備えていることを特徴とする請求項1又は2に記載の燃料噴射弁駆動制御装置。   Means for generating a reset signal when power is applied to the device; means for detecting the boosted voltage stored in the boost capacitor after the detection of the reset signal; and from the time when the boosted voltage reaches a predetermined voltage. Means for measuring the elapsed time of the device, means for counting the number of switching operations of the switching element until the elapsed time reaches a predetermined time, and the number of times of switching operation counted by the means is predetermined. The fuel injection valve drive control device according to claim 1, further comprising: a deterioration determination unit that determines that the boost capacitor has deteriorated when the value is equal to or greater than a criterion value. 前記劣化診断で前記昇圧コンデンサが劣化していないと判定された場合にのみ、前記昇圧電圧を利用した燃料噴射弁の駆動を許可することを特徴とする請求項1から3のいずれかに記載の燃料噴射弁駆動制御装置。   4. The driving of the fuel injection valve using the boosted voltage is permitted only when it is determined in the deterioration diagnosis that the boost capacitor is not deteriorated. 5. Fuel injection valve drive control device. 昇圧コイル、該昇圧コイルにバッテリ電源電圧からのスイッチング電流を供給するスイッチング素子、及び該スイッチング素子のスイッチング動作により発生する昇圧電圧を蓄電する昇圧コンデンサを有する昇圧回路と、前記昇圧コンデンサの劣化診断を行なう劣化診断手段とを備え、前記昇圧コンデンサに蓄電された昇圧電圧とバッテリ電源電圧とを切り換えながら燃料噴射弁を駆動する内燃機関の燃料噴射弁駆動制御装置であって、
前記劣化診断手段により前記昇圧コンデンサが劣化していると診断された場合に、前記スイッチング素子のスイッチング動作を一時的に禁止することを特徴とする燃料噴射弁駆動制御装置。
A booster circuit having a booster coil, a switching element that supplies a switching current from the battery power supply voltage to the booster coil, a booster capacitor that stores a booster voltage generated by the switching operation of the switching element, and deterioration diagnosis of the booster capacitor A fuel injection valve drive control device for an internal combustion engine that drives the fuel injection valve while switching between the boosted voltage stored in the boost capacitor and the battery power supply voltage.
The fuel injection valve drive control device characterized by temporarily prohibiting the switching operation of the switching element when the deterioration diagnosis unit diagnoses that the boost capacitor is deteriorated.
前記スイッチング素子のスイッチング動作を一時的に禁止した後、前記昇圧電圧が前記バッテリ電源電圧まで低下したことを条件にスイッチング動作を再開して、前記劣化診断手段による前記昇圧コンデンサの劣化診断を再度行うことを特徴とする請求項5に記載の燃料噴射弁駆動制御装置。   After temporarily prohibiting the switching operation of the switching element, the switching operation is restarted on the condition that the boosted voltage has decreased to the battery power supply voltage, and the deterioration diagnosis of the boost capacitor is performed again by the deterioration diagnosis unit. The fuel injection valve drive control device according to claim 5.
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